前几年买车的时候，销售总会为你重点介绍车辆的发动机、底盘、变速箱三大件，以及动力、操控和空间等动静态体验。但现在，买车的话题中关于辅助驾驶、智能座舱的篇幅慢慢的变多，智能成为了汽车最受关注的产品力。而一辆车的智能化程度，很大程度上取决于它的大脑与神经系统――汽车电子电气架构。

  在电子电气架构领域，一场轰轰烈烈的变革正在上演，其中中国品牌追赶世界潮流的大戏，就在本届广州车展上进入高潮。我们今天从电子电气架构的进化史聊起，为您解读它是什么、能为我们大家带来什么，以及中国品牌亮出了怎样的“王炸”。

  从“架构”这个词对应的英文原词――Architecture来看，它是由词根architect“建筑师”+ure“与行为有关的事物”组成的，原意指建筑学、建筑。我们大家可以通过与建房子进行类比，来解释电子电气架构从设计到应用于您爱车的整个过程。

  接下来的工作，则是由零部件工程师依据这一些具体实际的要求，设计开发出相应的零部件，这就跟施工队最终将设计图落地的过程相似。设计完善、实施工程技术好，最终房屋的品质才能有保障。体现在汽车上，一个好的电子电气架构不仅是造出一辆车机反应灵敏、辅助驾驶靠谱的好车，还需要在造车成本、车辆性能之间找到平衡点，并能让汽车具备良好的OTA升级潜力，从而进一步使用户得到满足日渐增长的功能需求。

  无论是曾经真实存在的产品，还是那个大多数人思维定式中的形象，汽车就是由四个轮子+沙发组成的交通工具，决定产品力的是那个铁壳子以及壳子里的各式机器。在这种“机械定义汽车”的思维下，发动机、底盘、变速箱三大件仍旧是一辆车的“C位”，电子电气设备只能“打打辅助”协助机械们完成工作，甚至在很多人眼里等同于收音机、地图导航这样的娱乐功能。

  这种分布式的架构，优点是“直截了当”。比如你需要加装一套蓝牙功能，往总线上连接一组能与其他ECU通讯的蓝牙控制模块就能实现，整一个完整的过程格外的简单粗暴，就是不断的做加法。而由于各ECU功能之间比较独立，单一ECU的失效对整车功能的影响也较小。

  到了2010年，奥迪A8上的ECU就已经突破了100个，数量的暴增使整个结构异常复杂。不同的ECU往往由不同供应商提供，甚至单个ECU中的多个软件都由不同二级供应商提供，很难实现ECU之间的协同。算力浪费、功能冗余、功耗增加、OTA管理困难的情况，也就不可避免，这显然不符合我们此前对于一个好架构的定义。

  而到了2020年，一辆汽车平均拥有约60个ECU、代码量近亿行（是安卓系统代码量的7倍）、电子系统占到整车成本的46%，像智能座舱、无人驾驶这些需要依靠ECU实现的功能慢慢的变多，你不得不承认汽车已经从那个精美的机械变成了电子科技类产品。复杂的分布式电子电气架构，不仅在成本上给整车带来了不小的压力，智能化功能对算力、传输速度等方面的要求，也超越了现有分布式电子电气架构能承受的上限。

  比如为了让无人驾驶可以覆盖更多的场景，需要对各有专长的摄像头、毫米波雷达和激光雷达采集到的信息进行融合，来提高车辆的感知能力。但这对数据处理的实时性和传输速度，提出了很高的要求，算力羸弱的分布式ECU+速度1Mbps的CAN总线KB/s，基本只能用来聊聊微信、看看图片），显然无力完成这样的任务。

  可以说，正是无人驾驶、智能座舱为代表的智能化功能的涌现，决定了电子电气架构变革的必然性，将分布式电子电气架构卷进了历史，取而代之的是以域控制、车载以太网为特征的集中式电子电气架构。一场围绕电子电气架构技术的争夺，正在火热的进行着。

  在功能需求和成本需求的推动下，车企和供应商们纷纷对电子电气架构展开升级，虽然各家方案的细节不一样，但大体基调一致：减少ECU的数量、算力向中央集中、整体架构简化以及通讯网络传输速度的提高，进而形成一种集中式的电子电气架构。其中，最直观的变化就是独立的ECU纷纷消失，被功能更集中、算力更强的域控制器所代替。

  当我们拥有了传输速度更快、算力更快更集中的集中式电子电气架构，高阶无人驾驶的大门也就向我们敞开了。摄像头、毫米波雷达、激光雷达乃至GPS和轮速传感器的数据不再各自为战，而是统一通过车载以太网回传给同一个“大脑”完成车辆位置、环境的辨别，极大提升了车辆在极端环境下对周围态势的感知能力。

  域控制的另一个好处是硬件与软件之间的解耦，让传感器不必依赖固定的ECU，可以被域控制器灵活调用来完成不同功能，甚至能实现电脑显卡那样的硬件“热插拔”，实现即插即用的快速升级。但集成度越高、软硬件解耦越彻底，对车企的代码整合能力的要求也就越严苛，毕竟不是谁都能从热衷于玩机械的“猛人”瞬间变身“代码狂魔”。而引领这场电子电气架构革命的，就是在汽车行业中最擅长写代码的特斯拉。

  这种按照车身物理位置对域进行划分的架构，相比此前的功能域大大简化了机械布置的难度和线束长度，不再需要一根从车尾拉到车头的总线，传感器、执行器可以就近接入到附近的域控制器中，这也使Model 3的线km。

  而像丰田的Central & Zone架构、安波福全智能汽车架构、宝马中央计算平台central computing platform，这些电子电气架构要么离量产落地还需要5年左右时间，要么就是在集成度上仍处在功能域为主的阶段。

  国内车企也逐渐意识到，没有好的电子电气架构，就没有优秀的智能化功能。比亚迪今年发布并量产的智能域控制架构、长城汽车正在使用的GEEP 3电子电气架构，都是基于功能域的域集中式架构。而亮相广州车展的广汽星灵、小鹏X-EEA 3.0电子电气架构，则更打破了功能域的局限，以中央超算+区域控制的概念进一步接近了未来中央式架构的样式。“软件常用常新，硬件即插即用”这些在电脑、手机上已经实现的功能，也将随着电子电气架构的升级被应用到汽车上。

  综合考虑功能、位置、重要性等要素，车内被划分为前后左右四个区域，每个区域都有自己的区域控制器。区域控制器中主要集成了将网关、配电和机电控制功能，周边的传感器、执行器就近接入，再通过骨干网集中与远端中央计算平台做数据传输，而逻辑控制部分则集中到了中央计算机来完成。

  而在传输速度方面，广汽星灵架构的主干网络不会再使用将分布式架构中1Mbps的CAN总线，而是使用了车载以太网，传输速度可达100Mbps甚至1Gbps，同时还能满足汽车行业对高可靠性、低电磁辐射、低功耗、带宽分配、低延迟以及同步实时性等方面的要求，相当于把一条乡村土路直接改造成了高铁。

  在星灵电子电气架构的量产计划方面，广汽埃安AION LX Plus将是首款应用星灵架构的车型，到2023年，广汽埃安旗下所有新车型都将全系基于星灵架构打造。此外，广汽传祺旗下的车型也将搭载星灵电子电气架构。

  除了比星灵架构更高的集成度，像以千兆以太网为主干的通信架构、接口标准化的软硬件这些前文介绍过的设计，在X-EEA 3.0电子电气架构上也都有应用。新的电子电气架构不仅将帮助小鹏G9成为首款搭载小鹏XPILOT 4.0智能辅助驾驶系统的量产车，还增加了无感化OTA、自诊断功能和场景式精准配电这些比较有特色的功能。

  X-EEA 3.0具备更为完备的自诊断功能，在车辆出现故障时，能更精确的定位问题，并以更加直观的方式引导用户做维修的预约和准备。同时，在电力分配与使用上，车辆可按照每个用户用车场景进行按需配电，车辆在休眠、唤醒及待机等状态下电耗大幅度降低。比如你在路边等人时，G9只对空调、座椅调节、音乐等功能供电，从而充分的发挥每一度电的效能。

  从分布式架构到域集中式架构再到中央式架构，电子电气架构算力越来越集中、通信速度慢慢的变快的演进趋势慢慢的变成了行业共识。华为预计，到2030年，中央计算平台+区域控制+大带宽车载通信的电子电气架构将成为主流。

  在通信网络上，车载以太网将得到普及，传输速度在2030年有望超过100Gbps。光通信技术在解决车规问题后，以其带宽大、重量轻、电磁干扰不敏感、成本低等优点，也将大量应用于车载领域。

  而随着电子电气架构的发展，最先受到冲击的将是传统的汽车供应商体系。分布式ECU被集成到域控制器之后，产品研发的门槛将抬高，软件开发能力弱、产品功能单一的供应商们，可能会被那些拥有系统集成能力的大厂踢出局。

  但对于特斯拉、国内造车新势力等玩家来说，由于没太多的历史包袱与体系包袱，只要肯在自研道路上下狠功夫，集中式的电子电气架构之路就会走得更轻松一些。那些坚持搞全栈自研路线能对代码和硬件全面掌控的车企们，将在打通软硬件的过程中领先半个身位。而像在ECU的开发上积累过不少经验的比亚迪，搞起智能座舱和无人驾驶域控制器的研发来，也称得上有声有色。

  可以预计，未来的智能汽车会慢慢的像一台会移动的计算机，发动机、底盘、变速箱或者电机、电池这些基础的硬件会像货架上任你挑选的内存、显卡和硬盘，而大家争夺的下一个焦点将是基于中央式电子电气架构的中央处理器和汽车操作系统。无论汽车行业的老玩家，还是进入汽车领域的互联网大公司，都梦想着成为智能汽车领域的Intel+Windows或者ARM+安卓。

  当我们把视线拉回到特斯拉横空出世的时间点上，“硅谷钢铁侠”马斯克为特斯拉在汽车电子电气架构这一领域创造了似乎难以动摇的一马当先的优势，甩开了全世界整整一个时代。但当时间轴回到此时此刻，我们也可以看到中国品牌在电子电气架构方面的追赶势头越来越强劲，以及背后对智能汽车时代话语权的争夺。眼下这场针对架构的变革尚未完结，玩家们的正面交锋也才起步，最终的晋级名单里，会有华为、小鹏、广汽、比亚迪的名字吗？（文/汽车之家 孙一超）

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